浸水酶是什么东西? 用来干什么的?

摘 要：介绍了浸水酶制剂的使用，从浸水酶的种类、用量，酶对皮革的质量影响，杀茵剂对浸水酶的影响，浸水酶的用法等几个方面进行了论述。 近些年来，由于竞争压力和消费者对高档产品的认识提高，时尚和舒适的追求，对皮革产品的要求也越来越严格。相应的，制革厂对皮革加工的要求也越来越高，变化越来越多。蓝革的加工始终是获得优质皮革质量的关键。在蓝革的加工中，需要既充分合理的松散胶原纤维，又要尽量保证整张皮的均匀性。制革准备阶段的化工材料也在不断地改善以适应这种需求，蓝湿革的加工看似多年无变化，实际上很多新化料的使用把蓝革加工的工艺改进了 不少，尤其是在操作的安全性、时效性上. 近些年来，酶制剂以一种特殊、高效的化料，在皮革加工中得到了广泛的开发、应用。酶制剂的品种也丰富了很多。广大制革技术人员对酶的认识也有了很大的提高，显然已不再是 “谈酶色变”。用于皮革加工的酶制剂的研发，也一直在继续，在不远的将来，很多重污染的工序、化料都有可能由生物或生化方式所替代。虽然近些年酶制剂的应用有了较快的发展，但还是远远不够。酶制剂对皮革工业的贡献还远没有被充分认识和利用。 酶制剂的品种已经由原先的软化酶发展到现在的浸水酶、浸灰酶、碱性脂肪酶、酸性脂肪酶，多种活性针对不同原皮的各类软化酶、酸性蛋白酶、增尺酶等。最近几年来，有很多的化工公司都把酶制剂列入了自己的产品系列。在蓝革加工中，酶制剂应是最值得研究的产品了。酶制剂是具有催化活性的蛋白质。因为是生物催化剂，因而它在具体使用中表现为用量少、效率高。加入浸水酶的很多原料皮的浸水，在4-6小时即可完成；加入浸灰酶的浸灰工序，在5h内对硫酸皮肤素的分解率，甚至比传统浸灰法18h对硫酸皮肤素的分解率要高。同时酶制剂又是蛋白质，具有所有蛋白质的特性，即在高温、强碱、强酸条件下容易变性。酶制剂的活性是因为它们特殊的构象，变性的酶制剂其构象也发生了变化，从而不会表现出可以水解底物的活性。酶制剂的另一个特性是专一性，所谓的专一性，是指一种类型的酶制剂只对一种类型(或氨基酸序列)的底物具有催化作用，如蛋白酶只对蛋白质有作用，脂肪酶只对脂肪/油脂有作用；更进一步讲，不同的蛋白酶对蛋白质的作用也不一样，作用的部位也不一样，这也是我们建议在不同工序使用不同酶制剂处理，更有利于皮革质量提高和增加面积得革的理论基础。另外，由于酶制剂本身是蛋白质，因而很容易生物降解，加之用量很小，是很好的环境保护产品。由于酶制剂本身也是由天然的农副产品如淀粉等发酵出来的，因而酶制剂的使用应是最好的清洁环保产品。再者，酶制剂也不会像其他化工材料那样，受石油价格的影响那么大；相反，随着生物技术的发展和产率的提高，酶制剂的价格会越来越有竞争性。由于目前皮革加工使用的酶制剂均为水解酶，即这些酶制剂在皮革加工使用中只从皮上分解或去除东西，水洗后不会残留或结合在皮内，因而对成品革的一些性能如雾化值、防水性等不会产生负面影响，相反很多时候是有积极作用，如脂肪酶的使用有助于降低雾化值，提高防水性、染色均匀性等。酶制剂还有很多特性，需要仔细掌握。只要牢记酶制剂是一种蛋白质，是一种具有特殊构象因而赋予其活性的蛋白质，我们就可在使用中充分利用它、驾御它，来实现提高皮革的质量和皮革面积产率的目的正如蓝湿革加工是获得高质量皮革的基础一样，蓝革加工的浸水工序就是获得高质量蓝革的基础。均匀充分的浸水不仅可以去除制革不需要的纤维问质，清洗毛被上的脏污，还可以松动皮垢，去除油脂。为后续的浸灰工序创造摄佳的毛皮状态。蓝革加工的过程就是对毛皮结构的“破”和“立”的过程，而且大部分工序是“破”的过程，如脱毛很灰、软化是对皮纤维的“破”，将皮纤维结构朝着需要的方向破坏，脱脂是对油脂或脂腺结构的破坏；预鞣、鞣制就是将松散的皮纤维用有“鞣性”的材料连接起来，就是“立”的过程。在20世纪七、八十年代的工艺中，“破”的过程主要依赖脱毛假灰工序，软化的温度高而且时间短，做出来的皮革均匀性差。到了90年代，随着低活力软化酶被广泛的接受，低温软化的普及，软化的时间大大延长；而且由于大量新型浸灰助剂(包括浸灰酶和脂肪酶)的使用，浸灰变得温和而缓慢膨胀，“破”的过程由脱毛／浸灰和软化共担，做出来的皮革手感好，均匀性提高。到现在，竞争性的加强和对皮革质量要求的提高，作为蓝革加工第一步的浸水工序受到了重视，现在的浸水工艺也起到了一定“破”的作用。将对皮纤维的松散这个“破”的过程分到3个工序来进行，并且有所侧重，做出来的皮革不仅均匀、软度好，而且面积得革也高。浸水工序受到了越来越多的重视，浸水酶的使用自然不能忽视。 1 浸水酶的种类 可用于原料皮浸水的酶制剂主要为蛋白酶和脂肪酶，而且均为水解酶。浸水蛋白酶主要是通过去除表面血污，分解纤维问质而使水容易进入胶原纤维问而达到浸水的目的。脂肪酶也可以用于浸水过程中水解俏除油脂侑物，使纤维问通道打开而使水分进入皮内达到原皮回鲜的目的，而且由于脂肪酶只对油脂起作用，因而无论原皮保存好坏，脂肪酶都可用于浸水过程中。现在的发展趋势是浸水中同时使用蛋白酶和脂肪酶，使用2种酶制剂的协同作用，以取得“1+1 > 2”的效果。浸水开始时，脂肪酶和蛋白酶分别对原皮上的油脂／脂肪和纤维问质进行作用，在油脂多的地方，脂肪酶对油脂进行分解，使得蛋白酶得以通过；反过来，蛋白酶通过分解纤维问质，使得脂肪酶容易进入皮内，这种相互促进的结果，使得浸水快速而且均匀。在此将专门介绍浸水蛋白酶并简称为浸水酶，脂肪酶将另有篇幅介绍。 2 浸水酶的用量 目前制革厂内浸水酶使用的普及程度远远不够；即使使用的厂家在夏季也大大减少其用量甚至不用。这主要是认为浸水酶会带来较多的皮质损失直至松面。四川大学彭必雨教授就曾作过试验以检验真相，将通常用量为0．2％的浸水酶NowoLase SG在试验中加大用量至2％ ，其他工艺操作不变，结果做出的坯革非但没有松面，而且表现出很好的柔软度和丰满性。现在一般浸水酶的建议用量均为0．1％ ～0．5％ 。浸水酶的用量是和生产的成品皮革的风格以及原皮的保存质量相关的。软度要求高的成品革，浸水酶的用量也会大些。 3 浸水酶与皮革质量 实际上，现有用量的浸水酶对完整的胶原纤维是很难造成很大破坏的。对于保存较好的原皮，即使用量很大，如2％也不会造成伤害，而做出的皮革具有很好的柔软度和手感。对于保存较好的原料皮，由于胶原纤维比较完整，加入的酶制剂由于用量较低(一般3000LVU／g用量为0．2％，如果液比为2的话，那么浸水酶的使用量仅为1g／L，而用于毛皮加工时，同样活力的浸水酶，使用量有时会达到2g／L，可见皮革上浸水酶的使用量推荐是牢牢控制在安全范围内的，且偏少的)，浸水酶在鼓内浴液的分布较为均匀并向皮内渗透，因而不会对皮面造成伤害。由于完整的胶原纤维较长、较完整、较粗大，且呈螺旋结构外，并被共价键结合的硫酸皮肤素构成的 “壳”包围，因此浸水酶对胶原纤维“老虎吃天无处下手”。相反，小分子的纤维间质和其他可溶性蛋白就很容易被降解了，表面的血污也容易被清除。另外很多原皮毛被 k也会沾有粪团，粪团里的蛋白被浸水酶水解后容易脱落，从而使用浸水酶处理后的皮，在去肉时不会再象通常的沾有粪团的原皮那样被挖出洞来。对于保存不好的原料皮，由于在储存过程中就已产生问题，胶原纤维的结构受到破坏(大量微生物以几何级数生长，分泌出含有水解蛋白酶制剂的产物集中于皮面而造成伤害)，这时如果加入大量的浸水酶将会对已经受到破坏的皮纤维作用，从而扩大破坏程度。没有保护好的原料皮即使前面没有加入浸水酶，如果软化时间较长，也会扩大粒面的破坏程度。原皮保护不好出现的粒面破坏应该是片状的，至少不是均匀的。过量使用浸水酶，或使用浸水酶机械作用较强，或是温度较高，最容易造成的质量问题应是粒面起绒或是松面，但应是均匀的。 4 浸水酶与杀菌剂 浸水过程中经常使用的另一种化工材料就是杀菌剂，尤其是在夏天或是天气变热，水温转暖的时候，抑或是保存不好的原料皮的浸水，杀菌剂的使用可以有效地防止微生物的生长繁衍，而保护原料皮不致在浸水中受到破坏。杀菌剂的作用对象是具有生命的微生物，通过抑制细菌类微生物的生长／繁殖，或是破坏微生物的结构而达到杀菌脚菌的效果。通常情况下，杀菌剂是不会影响酶制剂的效果。只有当使用的杀菌剂为氧化还原型且当浓度较高时，这时的杀菌剂有可能会造成酶制剂的构象的改变，而使酶制剂失去活力。现在制革厂一般情况下，浸水材料是分开加入鼓内的，即通常情况下浸水酶、纯碱脱脂剂等材料先加入，转动一段时间后再加入杀菌剂，从而避免『杀菌剂对酶制剂的可能影响大量的生产实践也证明了这·点 使用浸水酶和不使用浸水酶在有杀菌剂的情况F效果是不一样的，这从另一方面说明，通常情况下杀菌剂对酶制剂的影响是很小的。 5 浸水酶的用法 浸水酶的使用很简单，诺维信提供的浸水酶具有较宽的pH作用范围，即在通常的浸水工艺中都具有较高的活力。浸水过程为了促进水的渗透和有效的抑制细菌等微生物的繁殖生长，通常将pH调节在9～10。这正是浸水酶制剂具有较高活力的pH范围。F面为通常的黄牛皮浸水工艺案例： 主浸水 水(26度) 200% 纯碱0．2％ 脂肪酶Greasex 50L 0.05% 脱脂剂 0.2% 浸水酶SG 0.2% 30min／30min 纯碱 0.3% 杀菌剂 x % 30min／3Omit1×2，然后转5min／55min，自动过夜。 更新的工艺是将浸水酶在预浸水和主浸水都加，预浸水加入很少量的浸水酶如0．05％ ，主浸水仍是0．2 %，效果很好。这可能同样也符合“少量 多次”的原则吧。 具体 艺实例为： 预浸水 水(24～26度) 200 ％ 浸水酶SG 0．05％ 30min／30min x 2 控水 主浸水 水(24～26℃) 200％ 脂肪酶Greasex 501 0.05％ 纯碱 0.5％ 浸水酶NowoLase SG 0.2％ 30min 杀菌剂Busan 40L 0.07％ 150min 以后转5min／60min，自动过夜 由于浸水酶的使用，尤其是脂肪酶结合浸水蛋白酶的使用，充分地去除了制革所不需要的纤维间质，部分的分解和脱除了油脂，使原料皮浸水达到理想的鲜皮状态。为后续工序，尤其是浸灰工序的其他化料的充分作用创造了条件，纤维分散充分而均匀，由此生产出来的蓝皮具有丰富的活性基团。因此使用了浸水酶后可以提高得革率，并具有较好的撕裂强度，染色均匀性也会得到改善。